[发明专利]一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置及方法

说明书

本发明公开了一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置及方法，包括水平台架、拉伸架、固定架和拉伸组件，水平台架、拉伸架和固定架均为正交十字架，固定架通过定位连接安装在水平台架下方，拉伸架通过拉伸组件在距水平台架上方一定高度设置，拉伸组件为四套，均由拉伸架驱动实现拉伸运动，包括滑杆、滑块和夹具，四个滑杆分别穿过水平台架的四个臂，其两端通过销轴可转动的与拉伸架和固定架的四个臂分别一一对应铰接，四个滑块分别相对滑动的套设在四个滑杆上、且可水平滑动的方式单自由度设置于水平台架的四个臂上，四个夹具分别与四个滑块固定连接。本发明结构紧凑、形式简洁易行，运行平稳，成本低廉，拉伸比例可调，双轴拉伸精度高。

技术领域

本发明属于物理性质测试技术领域，涉及一种十字形薄板材料拉伸装置，特别是一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置及方法，适用于试验应用和生产应用。

背景技术

拉伸是在试验或者生产条件下对材料或试样平面上受到拉力而产生伸长的过程，以获得所需试验参数和产品。一般根据需要分为单轴、双轴和多轴拉伸。

近年来高强度板材成形材料的使用量大大增加，为了提高板材零件的成品利用率，尽可能的节约成本，需要对板材的成型能力进行尽可能精确的预测。钣金的受力情况是一种典型的平面应力状态，用单轴拉伸获得的力学性能参数用来作为设计及工艺制定的参数是不可靠的，且很多板材经轧制等处理后会产生各向异性，导致单轴拉伸试验的结论很难用于此类板材的性能研究，因此，发展更能适用于预测受平面应力状态板材力学行为的力学模型就尤为重要。双轴拉伸是近年来新兴的测试平面板材塑性成型能力的一种试验方法——主要通过在互相垂直的两个方向上施加互成一定关系的力，并测定板材在此种应力情况下的变形能力，作为其塑性成型能力的一种参照。由此可知双轴拉伸是一种十分合适的用于研究板材受平面应力状态时力学行为的手段。

现有技术中，用于实现双轴拉伸的设备有很多种类：如通过类似八面体的装置，在上下两顶点上加载载荷，驱动上下各四根斜杆驱动中间十字型试样进行双轴拉伸，此种装置仅能提供实时1:1的双向加载，整个装置较为复杂，且加载载荷的变化率时刻发生变化；或通过在同一平面内成十字架分布的四个电机或液压机驱动十字型试样的四个端部进行双轴拉伸，此类装置的优点在于可以任意调节两个拉伸方向上的载荷比例及加载速度，但整个装置都需要十分复杂昂贵的电子控制系统来协调运行，使装置的复杂性及成本大大增加；还有通过对板材进行半封闭液压胀形试验得到材料的双轴拉伸力学性能的方式，此种方式不仅只能进行1:1比例加载，且需要高质量摄像机及十分完备的保护装置，会增加工艺成本，性价比相对较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供的一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置，为解决现有双轴拉伸设备过于复杂或无法定比例、定速率加载的问题，是一种纯机械式拉伸装置，具有结构简单易行，制造和使用成本低廉，拉伸比例可调、拉伸精度高等优点；同时，本发明的另一目的在于还提供了一种上述双轴同步拉伸装置进行拉伸的方法，能够实现不同比例、定速率的拉伸，以获得准确的拉伸数据和结果。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种简易的、拉伸比例可调式双轴同步拉伸装置，包括水平台架、拉伸架、固定架和拉伸组件，所述水平台架、拉伸架和固定架均为正交十字架，所述固定架通过定位连接安装在水平台架下方，所述拉伸架通过拉伸组件在距水平台架上方一定高度设置，所述拉伸组件为四套，均由拉伸架驱动实现拉伸运动，包括滑杆、滑块和夹具，四个所述滑杆分别穿过水平台架的四个臂，其两端通过销轴可转动的与拉伸架和固定架的四个臂分别一一对应铰接，四个所述滑块分别相对滑动的套设在四个滑杆上、且可水平滑动的方式单自由度设置于水平台架的四个臂上，四个所述夹具分别与四个滑块固定连接。

进一步，所述定位连接和固定连接均为焊接、铆接、螺接或搭接中的一种或多种组合。

进一步，所述滑块上设有与滑杆配合滑动的滚动销。